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CN101493744B - 触摸屏装置及用户接口装置 - Google Patents

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CN101493744B CN2009100099196A CN200910009919A CN101493744B CN 101493744 B CN101493744 B CN 101493744B CN 2009100099196 A CN2009100099196 A CN 2009100099196A CN 200910009919 A CN200910009919 A CN 200910009919A CN 101493744 B CN101493744 B CN 101493744B
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Abstract

本发明提供一种能够将触摸屏的两点触摸作为有意义的信息输入加以利用的模拟型的触摸屏装置以及使用该触摸屏装置的用户接口装置。针对将在对置的端边部上分别设置有一对端子的电阻膜以上述端子垂直的方式上下重叠而成并由于通过触摸输入而引起的电阻膜面的按下而使上下的电阻膜接触的触摸屏(TP)，基于对置的端子间的电阻值来判定在上述触摸屏(TP)上是否被触摸了两点，当判定为被触摸了两点时，基于对置的端子间的电阻值来检测被触摸的两点间的距离。

Description

触摸屏装置及用户接口装置 
技术领域
本发明涉及一种触摸屏装置及使用该触摸屏装置的用户接口装置。
背景技术
作为对触摸屏上的多点触摸进行判定的触摸屏装置，例如，有专利文献1中公开的装置。在专利文献1的装置中，利用了在触摸屏上触摸多个点时设置在两层触摸屏上的对置的端子间的电阻值降低的现象。具体而言，为了防止由于在触摸屏上触摸多个点而引起的误动作，当所测量的触摸屏上的对置端子间的电阻值变化为比基准值大的情况下判定为触摸了多个点。
专利文献1：日本特开平8-241161号公报
如上述那样的利用对置端子间电阻值的模拟型触摸屏装置，与将电极在触摸屏上配置成矩阵状的数字(矩阵)型相比，可以以高分辨率进行坐标检测，容易实现大画面化并且在制造成本方面有优势。
但是，现有的模拟型触摸屏装置存在不能实现在数字型触摸屏装置中可能的、将两点触摸作为有意义的信息输入来利用的用户接口装置的问题。例如，在专利文献1的装置中，可以检测出两点触摸，但是为了防止由两点触摸引起的误动作，完全没有考虑作为有意义的信息输入来加以利用。
发明内容
本发明是为解决上述问题而完成的，目的在于获得一种能够将触摸屏的两点触摸作为有意义的信息输入来加以利用的模拟型的触摸屏装置以及使用该触摸屏装置的用户接口装置。
本发明中的触摸屏装置具备触摸屏，该触摸屏是将在对置的端边 部上分别设置有一对电极端子的电阻膜以电极端子垂直的方式上下重叠而成，由于通过触摸输入而引起的电阻膜面的按下而使上下的电阻膜接触，该触摸屏装置具备：坐标检测部，基于通过触摸屏的触摸输入而电阻膜上下接触的触摸位置与电极端子之间的电压值来检测该触摸位置的坐标值；对置端子间电阻测量部，测量上下的电阻膜的对置的电极端子间的电阻值；两点触摸判定部，根据由对置端子间电阻测量部测量出的对置的电极端子间的电阻值和与在上述触摸屏上被触摸了一点时的上述对置的电极端子间的电阻值对应的基准值之间的差是否超过阈值，判定在触摸屏上是否被触摸了两点；两点间距离检测部，当由两点触摸判定部判定为被触摸了两点时，基于由对置端子间电阻测量部测量出的对置的电极端子间的电阻值，检测被触摸的两点间的距离。
根据本发明，针对将在对置的端边部上分别设置有一对电极端子的电阻膜以电极端子垂直的方式上下重叠而成并由于通过触摸输入而进行的电阻膜面的按下而上下的电阻膜接触的触摸屏，根据对置的电极端子间的电阻值和上述基准值之间的差是否超过阈值，来判定在上述触摸屏上是否被触摸了两点，当判定为被触摸了两点时，基于对置的电极端子间的电阻值来检测被触摸的两点间的距离。利用这样的结构，具有下述效果，即，在模拟型触摸屏中，能够实现将基于两点触摸的两点间距离作为有意义的输入信息加以利用的用户接口。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的触摸屏装置的结构的电路图。
图2是表示图1中的触摸屏输入装置的功能结构的框图。
图3是表示利用实施方式1的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、以及检测两点间距离的处理的流程的流程图。
图4是表示检测触摸位置的xy坐标的处理的流程的流程图。
图5是示意性地表示触摸输入时的触摸屏TP的等效电路。
图6是表示对置端子间电阻值的测量处理的流程的流程图。
图7是表示触摸了触摸屏TP的屏上的一点时的对置端子X1、X2间的等效电路结构的图。
图8表示触摸了触摸屏TP的屏上的两点时的对置端子X1、X2间的等效电路结构的图。
图9是表示本发明的实施方式2的触摸屏装置的结构的框图。
图10是表示利用实施方式2的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、以及检测两点间距离的处理的流程的流程图。
图11是表示触摸了触摸屏TP的屏上的一点时的垂直端子X1、Y2间的等效电路结构的图。
图12是表示触摸了触摸屏TP的屏上的两点时的垂直端子X1、Y2间的等效电路结构的图。
图13是表示利用本发明的实施方式3的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、以及检测两点间距离的处理的流程的流程图。
图14是表示本发明的实施方式4的触摸屏装置的结构的框图。
图15是表示实施方式4的用户接口装置的动作的流程的流程图。
图16是表示在图15中用符号A表示的、基于两点间距离来放大或缩小显示图像或文档的处理的详细流程的流程图。
图17是用于说明与基于两点触摸的两点间距离相应的显示内容的变更处理的图。
图18是表示实施方式5的用户接口装置的动作的流程的流程图。
图19是表示在图18中用符号B表示的、基于两点的中点附近的xy坐标和两点间距离来放大或缩小显示图像或文档的处理的详细流程的流程图。
图20是用于说明与基于两点触摸的两点的中点附近的xy坐标和两点间距离相应的显示内容的变更处理的图。
图21是表示利用本发明的实施方式6的用户接口装置进行的在图18中用符号B表示的处理的流程的流程图。
图22是用于说明前一时刻和当前时刻的x方向、y方向各自的两点间距离差的图。
图23是用于说明以基于两点触摸的两点的中点附近的xy坐标为中心来对显示内容进行旋转显示的处理的图。
符号说明
1：xy坐标检测部；2：对置端子间电阻值测量部；3：两点触摸判定部；4：两点距离检测部；5：xy坐标输出部；6：两点间距离输出部；7：控制部；8：信号线；9：垂直端子间电阻值测量部；A：输入输出装置；ADX1、ADY1、ADX2、ADY2、LCD：输入端口；B：处理装置；C：存储装置；C1：两点间距离保存缓存器(存储部)；GND：接地端；L1：LCD显示器；M1：微控制器；P0～P7：输出端口；SW1～SW8：开关；TP：触摸屏；TP1、TP2：电阻膜；VCC：电源；X1、X2、Y1、Y2：端子(电极端子)
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式1的触摸屏装置的结构的电路图。在图1中，触摸屏TP具有两张模拟电阻膜TP1、TP2，在电阻膜TP1(以下，适当称为x方向的电阻膜TP1)上，在x方向的两端设置有由一对电极构成的端子(电极端子)X1、X2，在电阻膜TP2(以下，适当称为y方向的电阻膜TP2)上，在y方向(垂直于x方向的方向)的两端设置有由一对电极构成的端子(电极端子)Y1、Y2。触摸屏TP在端子X1、X2和端子Y1、Y2分别垂直的方向上将电阻膜TP1、TP2进行两层重叠。
微控制器M1是检测触摸屏TP的屏上的触摸位置或使LCD显示器L1显示信息的构成要素，具有未图示的CPU、存储器和输入输出端口，构成图2中后述的处理装置B、控制部7、以及存储装置C。微控制器M1的输出端口P0～P7，分别与构成开关SW2、SW3、SW4、SW1、SW6、SW5、SW8、SW7的MOSFET等晶体管的栅极端子连接，能够通过对输出端口P0～P7的输出设定来接通或断开开关 SW1～SW8。
开关SW2的源极端子与施加规定的直流电压的电源VCC以及开关SW3的源极端子连接，漏极端子与电阻r的一端连接。开关SW3的漏极端子与连接到开关SW2的漏极端子上的上述电阻r的另一端、输入端口ADX1以及电阻膜TP1的端子X1连接。开关SW4的源极端子与电源VCC以及开关SW6的源极端子连接，漏极端子与开关SW1的漏极端子、输入端口ADY1、以及电阻膜TP2的端子Y1连接。开关SW1的源极端子接地到接地端GND。
开关SW6的源极端子与直流电源VCC连接，漏极端子与电阻r的一端连接。开关SW5的漏极端子与连接到开关SW6的漏极端子上的上述电阻r的另一端、输入端口ADX2以及电阻膜TP1的端子X2连接，源极端子接地到接地端GND。开关SW8的漏极端子与开关SW7的漏极端子、输入端口ADY2以及电阻膜TP2的端子Y2连接，源极端子接地到接地端GND。开关SW7的漏极端子与开关SW8的漏极端子、输入端口ADY2以及电阻膜TP2的电极Y2连接，源极端子接地到接地端GND。
微控制器M1的输入端口ADX1、ADY1、ADX2、ADY2分别与端子X1、Y1、X2、Y2连接，将表示响应于屏的触摸而发生在端子X1、Y1、X2、Y2上的电阻值的变化的模拟电压信号输入到微控制器M1的未图示的AD转换器中。A/D转换器将来自端子X1、Y1、X2、Y2的模拟电压信号转换为数字数据，并发送给微控制器M1的未图示的处理部。LCD显示器L1配置在两层重叠的电阻膜TP1、TP2的下层，通过输出端口LCD，将从微控制器M1输入的成为触摸对象的信息内容显示在LCD画面上。
图2是表示图1中的触摸屏输入装置的功能结构的框图。如图2所示，实施方式1的触摸屏输入装置具有通过信号线8而分别连接的输入输出装置A、处理装置B以及控制部7，输入输出装置A由图1中示出的触摸屏TP和LCD显示器L1构成，另外，如图2中用虚线表示的那样，处理装置B以及控制部7被构筑在图1中示出的微控制 器M1上。
在输入输出装置A中，触摸屏TP输出表示与被触摸输入的屏上的位置相对应的电阻膜的电阻值变化的模拟电压值。LCD显示器L1在LCD画面上显示依照来自控制部7的命令的显示内容。另外，LCD显示器L1配置在两层重叠的电阻膜的下层。
处理装置B具有xy坐标检测部1、对置端子间电阻值测量部2、两点触摸判定部3、两点间距离检测部4、xy坐标输出部5以及两点间距离输出部6，除了进行检测触摸屏TP的屏上被触摸的位置、或者生成显示在LCD显示器L1上的信息的处理外，还进行判定是否进行了两点触摸的处理以及检测两点间的距离的处理。xy坐标检测部1检测触摸屏TP的屏上的触摸位置的xy坐标。在对置端子间电阻值测量部2中，测量位于两张电阻膜TP1、TP2的两端的对置的端子X1、X2间，Y1、Y2间的电阻值(以下，称为对置端子间电阻值)。
两点触摸判定部3判定在触摸屏TP的屏上是否被触摸了两点。两点间距离检测部4当由两点触摸判定部3判定为被触摸了两点时，检测出该两点间的距离。xy坐标输出部5向控制部7输出表示屏上被触摸的位置(被触摸了一点的情况下)的xy坐标。两点间距离输出部6当屏上被触摸了两点的情况下，向控制部7输出两点间的距离。控制部7控制构成处理装置B的整个处理部的动作，并控制与输入输出装置A以及处理装置B之间的数据的收发。
构成处理装置B的xy坐标检测部1、对置端子间电阻值测量部2、两点触摸判定部3、两点间距离检测部4、xy坐标输出部5、两点间距离输出部6、以及控制部7，可以作为如下的具体手段来实施，即，通过图1中的微控制器M1中的未图示的CPU从存储器中读入并执行依照本发明的主旨的触摸屏控制程序，使开关SW1～SW8、微控制器M1的硬件和软件协同工作。
以下，对动作进行说明。
图3是表示利用实施方式1的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理以及检测两点间距离的处理的流程 的流程图，利用该图以及图1、图2对处理的详细情况进行说明。
首先，处理装置B的xy坐标检测部1检测触摸屏TP的屏上被触摸输入的位置的xy坐标(步骤ST1)。
图4是表示检测触摸位置的xy坐标的处理的流程的流程图。图1所示的控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定，通过仅接通(ON)开关SW3、SW5，并断开(OFF)其他全部的开关，来向x方向的电阻膜TP1的端子X1、X2之间施加电源VCC的直流电压(步骤ST1-1)。
图5(a)是示意性地表示当在向端子X1、X2之间施加了电压的状态下触摸输入的情况下的触摸屏TP的等效电路的图，表示向图5(a)中的箭头方向按下屏的情况。在仅接通开关SW3、SW5的状态下，如图5(a)所示，当被触摸了一点时，在电源VCC和接地端GND之间形成从x方向的电阻膜TP1上被触摸的位置到两端子X1、X2的各个电阻(电阻值R1、R3)串连连接的电路。此时，y方向的电阻膜TP2通过接触电阻(电阻值R2)在上述被触摸的位置上连接，但是该接触电阻中不流电流，y方向的电阻膜TP2和上述被触摸的位置成为等电位。
在这种状态下，控制部7通过输入端口ADY2测量端子Y2(也可以是端子Y1)的电压电平(步骤ST1-2)，取得被触摸的位置的x方向的电压电平。同样，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定，通过仅接通(ON)开关SW4、SW8，并断开(OFF)其他全部开关，来向y方向的电阻膜TP2的端子Y1、Y2之间施加电源电压VCC的直流电压(步骤ST1-3)。
图5(b)是示意性地表示当在向端子Y1、Y2之间施加电压的状态下触摸输入的情况下的触摸屏TP的等效电路的图，表示向图5(b)中的箭头方向按下屏的情况。在仅接通开关SW4、SW8的状态下，若如图5(b)所示地被触摸了规定的一点，则在电源VCC和接地端GND之间形成从y方向的电阻膜TP2上被触摸的位置到两端子Y1、Y2的各个电阻(电阻值R4、R5)串连连接的电路。
此时，x方向的电阻膜TP1通过接触电阻(电阻值R2)在上述被触摸的位置上连接，但是该接触电阻中不流电流，x方向的电阻膜TP1和上述被触摸的位置成为等电位。在这种状态下，控制部7通过输入端口ADX1测量端子X1(也可以是端子X2)的电压电平(步骤ST1-4)，取得上述被触摸的位置的y方向的电压电平。
这样求得的上述被触摸的位置的x方向和y方向的电压电平，从控制部7发送到处理装置B的xy坐标检测部1。在这里，上述被触摸的位置的x方向和y方向的电压电平是由电阻值R1和电阻值R3、电阻值R4和电阻值R5对从电压VCC施加的电压进行分压而得的值。由于已知与电阻膜TP1上的x方向的电位梯度对应的x坐标以及与电阻膜TP2上的y方向的电位梯度对应的y坐标，所以xy坐标检测部1使用如上述那样求得的上述被触摸的位置的x方向和y方向的电压电平，计算表示上述被触摸的位置的xy坐标(步骤ST1-5)。
返回图3的说明。当求出了触摸位置的xy坐标时，处理装置B的对置端子间电阻值测量部2测量x方向的电阻膜TP1的两端的对置端子X1、X2之间的电阻值和y方向的电阻膜TP2的两端的对置端子Y1、Y2之间的电阻值(步骤ST2)。
图6是表示上述的对置端子间电阻值的测量处理的流程的流程图。
首先，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定，通过仅接通(ON)开关SW2、SW5，并断开(OFF)其他全部的开关，由此通过基准电阻r在x方向的电阻膜TP1的端子X1、X2之间施加电源VCC的直流电压(步骤ST2-1)。
在这种状态下，控制部7通过输入端口ADX1测量端子X1的电压电平(步骤ST2-2)。此时，所测量的端子X1的电压电平是由x方向的电阻膜TP1的端子X1、X2之间的电阻值和已知的基准电阻值r分压而得的值，所以可以求得x方向的电阻膜TP1的对置端子X1、X2之间的电阻值(步骤ST2-3)。
然后，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定，通过仅接 通(ON)开关SW4、SW7，并断开(OFF)其他全部的开关，由此通过基准电阻r，向y方向的电阻膜TP2的端子Y1、Y2之间施加电源VCC的直流电压(步骤ST2-4)。
在该状态下，控制部7通过输入端口ADY2测量端子Y2的电压电平(步骤ST2-5)。此时，所测量的端子Y2的电压电平是由y方向的电阻膜TP2的端子Y1、Y2之间的电阻值和已知的基准电阻值r分压而得的值，所以能够求得y方向的电阻膜TP2的对置端子Y1、Y2之间的电阻值(步骤ST2-6)。
在这里，分为触摸了一点和触摸了两点这两种情况来说明在对屏上的两点进行了触摸时的屏的对置端子间电阻值与对一点进行了触摸时相比降低这一现象的原理。图7是表示触摸了触摸屏TP的屏上的一点时的对置端子X1、X2间的等效电路结构的图，图7(a)示意性地表示出触摸了一点时的等效电路，图7(b)是触摸了一点时的等效电路。在通过基准电阻r向对置端子X1、X2之间施加电压VCC的状态下，若向图7(a)中箭头所示的方向在一点处按下屏，则在端子X1、X2之间，形成图7(b)所示的从x方向的电阻膜TP1上被触摸的位置到两端子X1、X2的各个电阻(电阻值R1、R3)串连连接的电路。
图8是表示对触摸屏TP的屏上的两点进行触摸时的对置端子X1、X2之间的等效电路结构的图，图8(a)示意性地表示出触摸了两点时的等效电路，图8(b)表示触摸了两点时的等效电路。在通过基准电阻r向对置端子X1、X2之间施加电压VCC的状态下，当向图8(a)中箭头所示的方向在两点处按下屏时，在对置端子X1、X2之间形成图8(b)所示的在从x方向的电阻膜TP1上被触摸的两点位置到两端子X1、X2的各个电阻(电阻值R1、R3)之间连接有由x方向的电阻膜TP1上的两点间的电阻值(电阻值R4)、y方向的电阻膜TP2上的两点间电阻值(电阻值R4)、以及接触电阻(电阻值R2)构成的并联电路的电路。因此，产生如下现象，即与图7所示的一点触摸时相比，对置端子X1、X2之间的电阻值与形成并联电路相 应地降低。同样，在位于y方向的电阻膜TP2上的两端的对置端子Y1、Y2之间也发生电阻值降低的现象。
返回图3的说明。两点触摸判定部3基于上述原理，将在步骤ST2中测量的对置端子间电阻值和规定的基准值作为输入，计算对置端子间电阻值与基准值的差，判定该差是否大于等于规定的阈值(步骤ST3)。此时，作为规定的基准值，优选是在触摸屏上触摸一点时的对置端子间电阻值。
在步骤ST3中，若对置端子间电阻值与基准值的差小于阈值，则两点触摸判定部3判定为被触摸了一点(步骤ST3-1)，并将该意思通知给xy坐标输出部5。xy坐标输出部5当接收到两点触摸判定部3的判定结果时，从xy坐标检测部1输入在步骤ST1中检测出的位置的xy坐标，并输出给控制部7(步骤ST4)。控制部7向LCD显示器L1输出基于所输入的xy坐标的信息的适当的命令(例如，在该xy坐标上显示鼠标光标的命令)。由此，LCD显示器L1在LCD画面上显示与该触摸位置对应的信息(步骤ST7)。
另外，在步骤ST3中，若对置端子间电阻值与基准值的差大于等于阈值，则两点触摸判定部3判定为被触摸了两点(步骤ST3-2)，并将该意思通知给两点间距离检测部4。两点间距离检测部4当接收到表示触摸了两点的意思的判定结果时，将在步骤ST2中测量的对置端子间电阻值作为输入，检测两点间的距离(步骤ST5)。在这里，使用图7和图8来说明利用对置端子间电阻值来检测两点间距离的方法。
在图8中，关于对置端子X1、X2间的电阻值，由于在屏上被触摸的两点间的距离越小则两点间的电阻(电阻值R4)越小，所以，和图7所示的触摸一点时相比电阻值的降低程度减小。另一方面，由于在屏上被触摸的两点间的距离越大则两点间的电阻(电阻值R4)越大，所以和图7所示的触摸一点时相比电阻值的降低程度增大。同样的现象也发生在位于y方向的电阻膜TP2上的两端的对置端子Y1、Y2之间。因此，可以根据对置端子X1、X2之间和对置端子Y1、Y2 之间的电阻值，来分别检测出x方向、y方向的两点间的距离。
将在步骤ST5中检测出的表示两点间距离的信息发送给两点间距离输出部6。在两点间距离输出部6中，当输入两点间距离的信息时，向控制部7输出表示被触摸了两点的信息和两点间距离的信息(步骤ST6)。控制部7向LCD显示器L1输出基于所输入的两点间距离的信息的适当的命令(例如，根据该两点间距离来放大或缩小显示图像的命令)。由此，LCD显示器L1在LCD画面上显示与该两点间距离对应的信息(步骤ST7)。
如以上所示，根据该实施方式1，具有：触摸屏TP，将在对置的端边部上分别设置有一对端子(X1，X2，Y1，Y2)的电阻膜TP1、TP2以电极端子垂直的方式上下重叠而成，当通过触摸输入而按下电阻膜时，上下的电阻膜接触；xy坐标检测部1，基于通过触摸输入而使电阻膜上下接触的触摸位置与电极端子之间的电压值来检测该触摸位置的坐标值；对置端子间电阻值测量部2，测量x方向的对置端子X1、X2之间以及y方向的对置端子Y1、Y2之间的电阻值；两点触摸判定部3，基于对置端子间电阻值来判定在触摸屏上是否进行了两点触摸；以及两点间距离检测部4，当判定为进行了两点触摸的情况下，基于对置端子间电阻值来检测被触摸的两点间距离。通过这样的结构，能够检测出被触摸的两点的x方向、y方向各自的两点间距离。由此，可以在模拟型的触摸屏中，实现将由两点触摸产生的两点间距离作为有意义的输入信息加以利用的用户接口。例如，作为用于放大或者缩小显示LCD画面上的图像的输入信息，可以利用由两点触摸产生的两点间距离。
实施方式2
在上述的实施方式1中，示出了如下的触摸屏装置：利用对屏进行触摸时所测量的对置端子间电阻值的降低来判定是否被触摸了两点，并在判定为被触摸了两点的情况下，根据x方向、y方向各自的对置端子间电阻值来检测两点间距离。
但是，在利用对置端子间电阻值的降低来判定是否被触摸了两点 的方法的情况下，在屏上被触摸的两点间的距离小时(图8(b)中R4→0时)，接近图7所示的一点触摸时的状态，所以认为判定是否被触摸了两点的判定精度降低。
因此，在该实施方式2中，利用垂直的端子间(例如，端子X1、Y2之间)的电阻值的降低来判定是否被触摸了两点，并在判定为被触摸了两点的情况下，根据x方向、y方向各自的对置端子间电阻值来检测两点间距离。
图9是表示本发明的实施方式2的触摸屏装置的结构的框图。在图9中，该实施方式2的触摸屏装置，在上述实施方式1所示的图1的结构的基础上，还具备垂直端子间电阻值测量部9。在本发明中，将垂直的端子X1、Y1之间，端子X1、Y2之间，端子X2、Y1之间、端子X2、Y2之间的电阻值称为垂直端子间电阻值。垂直端子间电阻值测量部9测量这样的垂直的端子间的电阻值。另外，在图9中，对与图1相同或相当的构成要素标记同一符号，并省略重复的说明。以下，使用图9对触摸屏装置的结构进行说明。
以下，对动作进行说明。
图10是表示利用实施方式2的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、以及检测两点间距离的处理的流程的流程图。在图10的步骤ST2中，与上述实施方式1不同的处理是：垂直端子间电阻值测量部9测量四个垂直端子间电阻值的处理，以及在判定为两点触摸的情况下对置端子间电阻值测量部2测量对置端子间电阻值(步骤ST8)的处理。
首先说明垂直端子间电阻值的测量方法。
微控制器M1内的控制部7通过设定施加给输出端口P0～P7的电压来接通或断开开关SW1～SW8，通过读取从输入端口ADX1、ADY1、ADX2、ADY2输入的电压来测量四个端子间的电阻值。例如，在测量垂直端子X1、Y2之间的电阻值的情况下，控制部7控制对端口P0～P7施加的输出值，使得仅接通(ON)开关SW2、SW8，并断开(OFF)其他全部开关。
图11是表示对触摸屏TP的屏上的一点进行触摸时的垂直端子X1、Y2之间的等效电路结构的图，图11(a)示意性地表示出触摸一点时的等效电路，图11(b)是触摸一点时的等效电路。在仅接通开关SW2、SW8的状态下，若向图11(a)中的箭头方向触摸一点，则在电源VCC和接地端GND之间形成如图11(b)所示的、电阻值已知的基准电阻r、x方向的电阻膜TP1上的电阻(电阻值R1)、在x方向的电阻膜TP1和y方向的电阻膜TP2接触时所产生的接触电阻(电阻值R2)、以及y方向的电阻膜TP2上的电阻(电阻值R3)串联连接的电路。
在这种状态下，微控制器M1输入表示与端子X1连接的输入端口ADX1的电压值的模拟信号，并在未图示的A/D转换器中转换为数字信号后，输出到垂直端子间电阻值测量部9。由于端子Y2与GND连接，所以该输入端口ADX1的电压值成为垂直端子X1、Y2之间的电压值。垂直端子间电阻值测量部9使用由电源VCC提供的已知电压值、垂直端子X1、Y2之间的电压值、以及已知的基准电阻r的电阻值，计算垂直端子X1、Y2之间的电阻值。
同样，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定使得仅接通(ON)开关SW1、SW2并断开(OFF)其他全部开关后，测量输入端口ADX1的电压值，垂直端子间电阻值测量部9计算垂直端子X1、Y1之间的电阻值。
接着，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定使得仅接通(ON)开关SW1、SW6并断开(OFF)其他全部开关后，测量输入端口ADX2的电压，垂直端子间电阻值测量部9计算垂直端子X2、Y1之间的电阻值。
进而，控制部7控制对输出端口P0～P7的输出设定使得仅接通(ON)开关SW6、SW8并断开(OFF)其他全部开关后，测量输入端口ADX2的电压，与上述相同地，垂直端子间电阻值测量部9计算垂直端子X2、Y2之间的电阻值。这样，就求得了四个垂直端子间电阻值(端子X1、Y2间，端子X1、Y1间，端子X2、Y1间，端子X2、 Y2间)。
图12是表示触摸了触摸屏TP的屏上的两点时的垂直端子X1、Y2之间的等效电路结构的图，图12(a)示意性地表示出触摸了两点时的等效电路，图12(b)表示触摸了两点时的等效电路。在这里，使用图11和图12，分为触摸一点和触摸两点这两种情况，说明在触摸了屏上的两点时的垂直端子间电阻值与触摸了一点时相比降低这一现象的原理。
如图11所示，若在对垂直端子X1、Y2之间施加电压VCC的状态下，在屏上按下一点，则在垂直端子X1、Y2之间形成x方向的电阻膜TP1上的电阻(电阻值R1)、接触电阻(电阻值R2)以及y方向的电阻膜TP2上的电阻(电阻值R3)串联连接的电路。
另一方面，若在对垂直端子X1、Y2之间施加电压VCC的状态下，向图12(a)中箭头所示的方向按下屏上的两点，则在垂直端子X1、Y2之间形成如图12(b)所示的、经由x方向的电阻膜TP1上的电阻(电阻值R1)，接触电阻(电阻值R2)、y方向的电阻膜TP2上的电阻(电阻值R3)以及被按下的两点间的电阻(电阻值R4)并联连接的电路。
此时，随着被按下的两点间的电阻的电阻值R4的减少，即随着两点间的距离的减小，垂直端子X1、Y2之间的电阻值接近作为最小值的(R1+(R2+R3)/2)(设R4→0时)。相反，随着电阻值R4的增加，即随着两点间距离的增大，垂直端子X1、Y2之间的电阻值接近作为最大值的(R1+R2+R3)(设R4→∞时)。
像这样，垂直端子X1、Y2之间的电阻值如下述不等式(1)表示的关系那样，随着电阻值R4而单调增加。因此，触摸两点时的垂直端子X1、Y2之间的电阻值，与触摸一点时的垂直端子X1、Y2之间的电阻值(R1+R2+R3)相比降低。另外，下式(1)的关系在其他三个垂直的端子间(端子X1、Y1间，端子X2、Y1间，端子X2、Y2间)也是相同的。
(R1+(R2+R3)/2)＜垂直端子X1、Y2之间的电阻值＜ (R1+R2+R3)
...(1)
在上述实施方式1中所说明的利用对置端子间电阻值的降低的两点触摸判定方法中，由于随着两点间的距离的减小而接近触摸了一点的状态，所以判定是被触摸了一点还是被触摸了两点的判定精度下降。与此相对，在实施方式2的利用垂直端子间电阻值的降低的两点触摸判定法中，即使在两点间的距离变得非常小的情况下，也不接近触摸了一点的状态。由此，具有判定是被触摸了一点还是被触摸了两点的判定精度不会降低的效果。
返回图9的说明。两点触摸判定部3基于上述原理，输入在步骤ST2中测量的垂直端子间电阻值，计算垂直端子间电阻值与规定的基准值的差，判定该差是否大于等于规定的阈值(步骤ST3)。此时，如果上述差小于阈值，则两点触摸判定部3判定为被触摸了一点(步骤ST3-1)，并将该意思通知给xy坐标输出部5。
另一方面，在步骤ST3中，若垂直端子间电阻值与基准值的差大于等于阈值，则两点触摸判定部3判定为被触摸了两点(步骤ST3-2)，并将该意思通知给对置端子间电阻值测量部2。在对置端子间电阻值测量部2中，当接收到表示被触摸了两点的判定结果时，利用上述实施方式1中表示的方法来测量对置端子间电阻值(步骤ST3-3)。另外，利用对置端子间电阻值测量部2所测量的对置端子间电阻值，两点间距离检测部4检测两点间的距离(步骤ST5)。以后的处理与图3相同，所以说明省略。
如以上那样，根据该实施方式2，利用通过垂直端子间电阻测量部9测量的垂直端子间电阻值，两点触摸判定部3进行是被触摸了一点还是被触摸了两点的判定。通过这样做，具有即使在两点间距离变得非常小的情况下，判定是被触摸了一点还是被触摸了两点的判定精度也不会下降的效果。
实施方式3
在上述的实施方式1和实施方式2中，给出利用屏的对置端子间 电阻值或垂直端子间电阻值来判定是否被触摸了两点，并基于屏的对置端子间电阻值来检测两点间距离的触摸屏装置。该实施方式3在上述实施方式1或上述实施方式2中示出的触摸屏装置的基础上，在判定为两点触摸的情况下，输出在两点间距离检测部4中基于屏的对置端子间电阻值而检测出的两点间距离信息、和在xy坐标检测部1中检测出的触摸点的中点附近的xy坐标这两者。
另外，该实施方式3的触摸屏装置，具有和上述实施方式1或上述实施方式2基本相同的结构，但是不同点在于，即使在由两点触摸判定部3判定为被触摸了两点的情况下，xy坐标输出部5也向控制部7输出xy坐标。
以下，对动作进行说明。
图13是表示利用本发明的实施方式3的触摸屏装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理以及检测两点间距离的处理的流程的流程图。其中，图13以利用上述实施方式2所示的方法判定是否被触摸了两点的情况为例。另外，在应用实施方式3时，两点触摸的判定处理也可以是上述实施方式1所示的方法。
当由两点触摸判定部3判定为两点触摸时，在图13中的步骤ST6中，两点间距离输出部6向控制部7输出表示被触摸了两点的信息以及两点间距离的信息(步骤ST6)。之后，进一步，xy坐标输出部5向控制部7输出在步骤ST1中由xy坐标检测部1检测出的xy坐标(步骤ST6-1)。
另外，在两点触摸的情况下，在xy坐标检测部1中检测出的xy坐标为被触摸的两点的中点附近的xy坐标。接下来，控制部7向LCD显示器L1输出基于从xy坐标检测部1输入的两点的中点附近的xy坐标以及两点间距离的信息的适当的命令(例如，基于该中点附近的xy坐标和两点间距离来放大或缩小显示图像的命令)。由此，LCD显示器L1在LCD画面上显示与该中点附近的xy坐标以及两点间距离对应的信息(步骤ST7)。除此以外的处理与上述的实施方式2的图10所示的相同，所以省略了说明。
如以上那样，根据该实施方式3，在判定为被触摸了两点的情况下，两点间距离输出部6输出两点间距离信息，xy坐标输出部5输出xy坐标信息(两点的中点附近的xy坐标信息)。由此，可以实现将在屏上被触摸的两点的位置的中点附近的xy坐标以及两点间距离这两者作为有意义的输入信息加以利用的用户接口。例如，作为用于放大或者缩小显示LCD画面上的图像的输入信息，可以利用屏上被触摸的两点的位置的中点附近的xy坐标以及两点间距离。
实施方式4
该实施方式4为用户接口装置，该用户接口装置利用上述实施方式1或上述实施方式2的触摸屏装置，在判定为被触摸了两点的情况下，基于所检测出的两点间距离对图像或文档进行放大或者缩小而显示到LCD画面上。
图14是表示本发明的实施方式4的触摸屏装置的结构的框图。在图14中，该实施方式4的用户接口装置在上述实施方式1中示出的图1的结构的基础上，还具备存储装置C，该存储装置C具有两点间距离保存缓存器C1。存储装置C通过信号线8与输入输出装置A、处理装置B以及控制部7连接，并构成在图1所示的电路图中的微控制器M1内。
两点间距离保存缓存器C1保存前一时刻的两点间距离信息，构筑在存储装置C的存储区域上。另外，在图14中，对与图1相同或与其相当的构成要素标记同一符号，并省略重复的说明。以下，使用图14对触摸屏装置的结构进行说明。
以下，对动作进行说明。
图15是表示实施方式4的用户接口装置的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、检测两点间距离的处理以及基于两点间距离放大或者缩小显示图像或文档的处理的流程的流程图。其中，在图15中，举出利用在上述实施方式1中示出的方法来判定是否被触摸了两点的情况的例子。另外，在应用实施方式4时，两点触摸判定处理也可以是在上述实施方式2中示出的利用垂直端子间电阻值的降 低的方法。
由于图15中的xy坐标检测处理(步骤ST1)、对置端子间电阻值测量处理(步骤ST2)、两点触摸判定处理(步骤ST3、ST3-1、ST3-2)、一点坐标输出处理(步骤ST4)、两点间距离检测处理(步骤ST5)以及两点间距离输出处理(步骤ST6)与上述实施方式1所记载的相同，所以省略说明。
图16是表示图15中用符号A表示的基于两点间距离来放大或者缩小显示图像或文档的处理的详细流程的流程图。若在图15所示的步骤ST6中从两点间距离输出部6输入两点间距离信息，则控制部7读出保存在两点间距离保存缓存器C1中的前一时刻的两点间距离(步骤ST1a)。
接下来，控制部7计算从两点间距离输出部6输入的当前时刻的两点间距离与前一时刻的两点间距离的差，并基于该两点间距离的差，来判定两点间距离是否比前一时刻的两点间距离大(步骤ST2a)。
图17是用于说明与基于两点触摸的两点间距离相应的显示内容的变更处理的图。在步骤ST2a中，在两点间距离比前一时刻的两点间距离小的情况下，控制部7向LCD显示器L1输出以基于该差的缩小率来缩小显示LCD显示器L1所显示的图像或文档的命令(步骤ST3a)。
在图17的例子中，在如图17(b)所示的落叶显示得较大的状态下连续进行两点触摸，若当前时刻的基于两点触摸的两点间距离比前一时刻的基于两点触摸的两点间距离小，则从图17(b)所示的状态变更为图17(a)所示的与两点间距离差相应而缩小的显示状态。
另一方面，当两点间距离比前一时刻的两点间距离大的情况下，控制部7向LCD显示器L1发送以基于该差的放大率来放大显示LCD显示器L1所显示的图像或文档的命令(步骤ST4a)。在图17的例子中，在图17(a)所示的落叶显示得较小的状态下连续进行两点触摸，若当前时刻的基于两点触摸的两点间距离比前一时刻的基于两点触摸的两点间距离大，则从图17(a)所示的状态变更为图17(b) 所示的与两点间距离差相应而放大的显示状态。
在执行步骤ST3a或步骤ST4a的处理后，控制部7将两点间距离信息保存到两点间距离保存缓存器C1中(步骤ST5a)。之后，LCD显示器L1按照在图15所示的步骤ST4或者付上符号A的处理中从控制部7输入的命令，在LCD画面上显示图像或文档(步骤ST7)。
如以上那样，根据本实施方式4，在判定为进行了两点触摸的情况下，如图17所示，控制部7根据两点间距离输出部6输出的当前时刻的两点间距离与前一时刻的两点间距离的差，即根据按时序被触摸的两点间距离之差，放大或者缩小在LCD画面中所显示的图像或文档。通过这样做，能够实现可以通过两点触摸操作来直观地改变显示画面的用户接口装置。
实施方式5
该实施方式5是一种用户接口装置，该用户接口装置利用上述实施方式3的触摸屏装置，在判定为被触摸了两点的情况下，根据所检测出的xy坐标(两点的中点附近的坐标)和两点间距离，对图像或文档进行放大或者缩小而显示到LCD画面上。另外，该实施方式5的用户接口装置具有与图14所示的上述实施方式4相同的结构。
下面，对动作进行说明。
图18是表示利用本发明实施方式5的用户接口装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理、检测两点间距离的处理以及基于两点的中点附近的xy坐标和两点间距离来放大或者缩小显示图像或文档的处理的流程的流程图。其中，在图18中，举出利用上述实施方式1所示的方法来判定是否被触摸了两点的情况的例子。另外，在应用实施方式5时，两点触摸判定处理也可以使用上述实施方式2所示的使用垂直端子间电阻值的降低的方法。
图18中的xy坐标检测处理(步骤ST1)、对置端子间电阻值测量处理(步骤ST2)、两点触摸判定处理(步骤ST3、ST3-1、ST3-2)、一点坐标输出处理(步骤ST4)、两点间距离检测处理(步骤ST5)、两点间距离输出处理(步骤ST6)以及xy坐标输出处理(步骤ST6 -1)与上述实施方式3所记载的相同，所以省略说明。
图19是表示基于图18中用符号B表示的两点的中点附近的xy坐标和两点间距离，来放大或者缩小显示图像或文档的处理的详细流程的流程图。在图19中，若两点间距离输出部6向控制部7输出两点间距离信息，则控制部7与上述实施方式4同样地，读出保存在两点间距离保存缓存器C1中的前一时刻的两点间距离信息(步骤ST1a)。
然后，控制部7计算从两点间距离输出部6输入的两点间距离信息与前一时刻的两点间距离信息的差，并根据该两点间距离的差来判定从两点间距离输出部6输入的两点间距离是否大于前一时刻的两点间距离(步骤ST2a)。
图20是用于说明与基于两点触摸的两点的中点附近的xy坐标和两点间距离相应的显示内容的变更处理的图。在步骤ST2a中，当两点间距离小于前一时刻的两点间距离的情况下，控制部7向LCD显示器L1输出按照以基于该差的缩小率并使从xy坐标输出部5输入的xy坐标(两点的中点附近的坐标)与LCD画面的中央一致的方式缩小显示LCD显示器L1所显示的图像或文档的命令(步骤ST3b)。
在图20的例子中，在图20(b)所示的落叶显示得较大的状态下连续进行两点触摸，若当前时刻的基于两点触摸的两点间距离小于前一时刻的基于两点触摸的两点间距离，则从图20(b)所示的状态，变更为如图20(a)所示的、落叶的图像与两点间距离差相应地缩小、并且基于两点触摸的两点的中心附近的坐标位于LCD画面的中央的显示状态。
另一方面，当两点间距离大于前一时刻的两点间距离的情况下，控制部7向LCD显示器L1输出按照以基于该差的放大率并使从xy坐标输出部5输入的xy坐标(两点的中点附近的坐标)与LCD画面的中央一致的方式放大显示LCD显示器L1所显示的画面或文档的命令(步骤ST4b)。
在图20的例子中，在图20(a)所示的落叶显示得较小的状态 下连续进行两点触摸，若当前时刻的基于两点触摸的两点间距离大于前一时刻的基于两点触摸的两点间距离，则从图20(a)所示的状态，变更为如图20(b)所示的、落叶的图像与两点间距离差相应地放大、并且基于两点触摸的两点的中心附近的坐标位于LCD画面的中央的显示状态。
在执行步骤ST3b或者步骤ST4b的处理后，控制部7将两点间距离信息保存到两点间距离保存缓存器C1中(步骤ST5a)。之后，LCD显示器L1按照在图18所示的步骤ST4或者付上符号B的处理中从控制部7输入的命令，在LCD画面上显示图像或文档(步骤ST7)。
如以上那样，根据该实施方式5，在判定为被触摸了两点的情况下，如图20所示，控制部7根据从xy坐标输出部5输入的xy坐标(两点的中点附近的坐标)以及从两点间距离输出部6输入的两点间距离与前一时刻的两点间距离的差，放大或者缩小在LCD画面中所显示的图像或文档。通过这样做，能够实现可以通过两点触摸操作来直观地改变显示画面的用户接口装置。
实施方式6
该实施方式6是一种用户接口装置，该用户接口装置利用上述实施方式3的触摸屏装置，当判定为被触摸了两点的情况下，基于所检测出的xy坐标(两点的中点附近的坐标)和x方向、y方向各自的两点间距离，进行图像或文档的旋转显示。另外，该实施方式6的用户接口装置，具有与图14所示的上述实施方式4相同的结构。
下面，对动作进行说明。
利用实施方式6的用户接口装置进行的xy坐标检测处理、是否被触摸了两点的判定处理与上述实施方式5中示出的图18中的xy坐标检测处理(步骤ST1)、对置端子间电阻值测量处理(步骤ST2)、两点触摸判定处理(步骤ST3、ST3-1、ST3-2)、一点坐标输出处理(步骤ST4)、两点间距离检测处理(步骤ST5)、两点间距离输出处理(步骤ST6)以及xy坐标输出处理(步骤ST6-1)相同。
图21表示利用本发明的实施方式6的用户接口装置进行的在图18中用符号B表示的处理的流程的流程图，表示基于两点的中点附近的xy坐标和x方向、y方向各自的两点间距离来旋转显示图像或文档的处理的详细流程。在图21中，若两点间距离输出部6向控制部7输出x方向、y方向各自的两点间距离信息，则控制部7读出保存在两点间距离保存缓存器C1中的前一时刻的x方向、y方向各自的两点间距离信息(步骤ST1c)。
然后，控制部7计算从两点间距离输出部6输入的x方向、y方向各自的两点间距离与前一时刻的两点间距离的差(步骤ST2c)。基于该两点距离之差，控制部7判定从两点间距离输出部6输入的x方向、y方向各自的两点间距离是否大于前一时刻的两点间距离(步骤ST3c)。另外，除了判定两点间距离的大小之外，还要判定设定在触摸屏TP上的xy坐标系中的轴上的正负方向的变化。
在步骤ST3c中，当x方向、y方向各自的两点间距离中存在差的情况下，控制部7向LCD显示器L1输出基于该差并以从xy坐标输出部5输入的xy坐标(两点的中点附近的坐标)为中心旋转显示LCD显示器L1所显示的图像或文档的命令(步骤ST4c)。
图22是用于说明前一时刻和当前时刻的x方向、y方向各自的两点间距离差的图。在图22中，图22(a)所示的前一时刻的x方向的两点间距离dx与图22(b)所示的当前时刻的x方向的两点间距离dx′的差小。另一方面，图22(a)所示的前一时刻的y方向的两点间距离dy与图22(b)所示的当前时刻的y方向的两点间距离dy′的差，与x方向的前一时刻与当前时刻的两点间距离差相比，在负的方向上大。
另外，图23是用于说明以基于两点触摸的两点的中点附近的xy坐标为中心对显示内容进行旋转显示的处理的图。在步骤ST3c中，例如若得到如上述图22所示的x方向的两点间距离之差小，而y方向的两点间距离之差在负的方向上大的判定结果，则控制部7向LCD显示器L1输出如图23的右图所示以两点的中点附近的坐标为中心向 右方向旋转显示的命令。
相反，若从如22(b)所示的触摸位置进行图22(a)所示的触摸，则得到x方向的两点间距离之差小，而y方向的两点间距离之差在正的方向上大的判定结果，如图23的左图所示，控制部7向LCD显示器L1输出以两点的中点附近的坐标为中心向左方向旋转显示的命令。
另一方面，若在步骤ST3c中判定为前一时刻和当前时刻的x方向、y方向各自的两点间距离不存在差，则控制部7不向LCD显示器L1输出命令。之后，控制部7将从两点间距离输出部6输入的x方向、y方向各自的两点间距离信息保存到两点间距离保存缓存器C1中(步骤ST5c)。LCD显示器L1当在图21所示的步骤ST4c的处理中从控制部7输入上述命令的情况下，按照该命令，与图18中的步骤ST7同样地在LCD画面上显示图像或文档。
如以上那样，根据该实施方式6，当判定为被触摸了两点的情况下，如图23所示，控制部7根据从xy坐标输出部5输入的xy坐标(两点的中点附近的坐标)以及从两点间距离输出部6输入的x方向、y方向各自的当前时刻的两点间距离与前一时刻的两点间距离的差，即按时序触摸的两点间距离的x方向、y方向各自的差，旋转显示LCD画面中所显示的图像或文档。由此，能够实现可以通过两点触摸操作来直观地改变显示画面的用户接口装置。

Claims (5)

1.一种触摸屏装置，具备触摸屏，该触摸屏是将在对置的端边部上分别设置有一对电极端子的电阻膜以上述电极端子垂直的方式上下重叠而成，由于通过触摸输入而引起的电阻膜面的按下而使上下的上述电阻膜接触，该触摸屏装置的特征在于，具备：
坐标检测部，基于通过上述触摸屏的触摸输入而上述电阻膜上下接触的触摸位置与上述电极端子之间的电压值来检测该触摸位置的坐标值；
对置端子间电阻测量部，测量上下的上述电阻膜的对置的电极端子间的电阻值；
两点触摸判定部，根据由上述对置端子间电阻测量部测量出的上述对置的电极端子间的电阻值和与在上述触摸屏上被触摸了一点时的上述对置的电极端子间的电阻值对应的基准值之间的差是否超过阈值，判定在上述触摸屏上是否被触摸了两点；
两点间距离检测部，当由上述两点触摸判定部判定为被触摸了两点时，基于由上述对置端子间电阻测量部测量出的对置的电极端子间的电阻值，检测被触摸的两点间的距离。
2.一种用户接口装置，其特征在于，具备：
权利要求1所述的触摸屏装置；以及
控制部，基于由上述坐标检测部检测出的触摸位置的坐标值和由上述两点间距离检测部检测出的两点间的距离中的至少一方，来控制重叠设置在上述触摸屏上的显示部的显示内容。
3.根据权利要求2所述的用户接口装置，其特征在于，
上述控制部根据由上述两点间距离检测部在按时序进行的两点触摸输入中分别检测出的两点间的距离差的时序变化的大小，控制上述显示部的显示内容的显示倍率。
4.根据权利要求3所述的用户接口装置，其特征在于，
上述控制部基于由上述坐标检测部所检测出的触摸位置的坐标值求出两点间的中点的坐标值，并控制上述显示部的显示内容的显示位置，使得上述两点间的中点位于显示部的显示画面的中央。
5.根据权利要求2所述的用户接口装置，其特征在于，
上述控制部求出由上述两点间距离检测部在按时序进行的两点触摸输入中分别检测出的两点间的距离差在上述显示部的显示画面上的x方向和y方向的时序的变化量，并基于上述变化量在x方向和y方向的大小关系来决定旋转方向，控制显示内容的旋转显示。
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